中压容器焊接工艺设计说明书

1、焊接工艺课程设计任务书学院材料科学与工程学院专业焊接专业学生姓名 学号设计题目500m中压容器焊接工艺设计设计要求及技术参数： 全容积：500m3 工作压力：3.2MPa 工作温度：室温 材质：1Cr15 技术要求：1.写出该结构的几种设计方案 2.强度计算及尺寸选择 3.绘制结构设计图 4.撰写主要工艺过程 5.撰写设计说明书进度安排：1熟悉零件：讲授课程，熟悉零件 2天2查阅相关资料，提出可行方案 2天3上机画图 3天4书写说明书 4天5图纸及工艺的检测 2天6答辩 2天指导教师（签字）： 年 月 日学院院长（签字）：年 月 日摘 要 内部或外部承受气体或液体压力，并对安全性有较高要求的密封容器。早期主要用于化学工业，压力多在10兆帕以下。合成氨和高压聚乙烯等高压生产工艺出现后，要求压力容器的压力达100兆帕以上。随着化工和石油化工等工业的发展，压力容器的工作温度范围越来越宽，容量不断增大，有些还要求耐介质腐蚀。20世纪60年代开始，核电站的发展对反应堆压力容器提出了更高的安全和技术要求，从而促进了压力容器的进一步发展，广泛应用于各工业部门。压力容器主要为圆柱形，也有球形或其他形状

2、。根据结构形式，可分为多层式压力容器，绕板式压力容器、型槽绕带式压力容器、热套式压力容器、锻焊式压力容器和厚板卷焊式压力容器等。大多数压力容器由钢制成，也有的用铝、钛等有色金属和玻璃钢、预应力混凝土等非金属材料制成。压力容器在使用中如发生爆炸，会造成灾难性事故。为了使压力容器在确保安全的前提下达到设计先进、结构合理、易于制造、使用可靠和造价经济等目的，各国都根据本国具体情况制定了有关压力容器的标准、规范和技术条件，对压力容器的设计、制造、检验和使用等提出具体和必须遵守的规定。目 录第一章 中压容器结构设计1.1 容器DN的确定41.2 容器壁厚n的计算41.3 容器封头的设计41.4 容器筒体长度H的计算4第二章 中压容器附件的设计2.1人孔的设计52.2 视镜的设计62.3 进液口、出液口、液面计的设计72.4 容器支座的设计8第三章 中压容器焊接生产的备料工艺3.1 钢材的预处理93.2 画线、放样与下料93.3 弯曲与成形103.4 焊接接头的设计11第四章 部件装配与焊接工艺4.1 材质1Cr15的分析154.2 筒节的装配与焊接164.3 筒体与封头的装配和焊接174.4 人

3、孔的装配与焊接184.5 工艺接管的装配与焊接194.6 视镜的装配与焊接204.7 支座组焊21第五章 焊接变形矫正22第六章 致密性检验6.1水压试验236.2 气压试验 236.3 产品焊接试板的力学性能检验23第七章 成品涂装和包装入库24参考文献25第一章 中压容器结构设计1.1 容器DN的确定将容器视为筒体，取L/DN=4由V=（/4）DNL得：DN=500，所以DN=5.42，圆整得：DN=5500mm1.2 容器壁厚n的计算工作压力p=3.2MPa焊缝系数=1（全焊透，100无损探伤）钢板负偏差C1=1.3，腐蚀裕量C2=1所以厚度附加量C=C1+C2=1.3+1=2.3由文献【1】191页表4-2查得：1Cr15的=345MPa，=540MPa/1.5=230MPa,/3=180MPa所以，1Cr15的许用应力=180MPa由公式=3.25500/（21801-3.2）=49.33mm所以n=+C=49.33+2.3=51.63mm，圆整得：n=52mm1.3容器封头的设计取封头的壁厚与筒体壁厚一致，即封头的壁厚n=52mm由JB-T4746-2002钢制压力容器用封

4、头查得封头的参数如下：H=1099mm，Af=24.1026，Vf=13.2805m，h=276mm封头的结构如图1-1所示图 1-11.4 容器筒体长度H的计算由公式V=+2Vf=（/4）（DN-2n）H+2Vf得：H=4（500-213.28）/4（5.5-0.104）=19.71m，圆整得：H=20m第二章 中压容器附件的设计2.1人孔的设计选择回转盖不锈钢人孔容器V=500m，工作压力p=3.2MPa，根据HG21596-1999回转盖不锈钢人孔选择突面（RF），公称压力PN=2.5MPa，公称直径DN=600mm的人孔。其结构如图2-1所示，明细表如图2-2所示，参数如表2-1所示图 2-1 图 2-2密封面形式公称压力（MPa）公称直径（mm）尺寸（mm）dwsDD1ABLbb1H1H2d突面（RF）2.560062010845770460250350516229014230螺栓/螺柱螺母数量直径长度数量40M36321020表 2-1配用的补强圈结构如图2-3所示，参数如表2-2所示图2-3接管公称直径DN（mm）外径(mm)内径(mm)厚度mm60098062410表

5、2-22.2 视镜的设计根据HGT 21619-1986视镜标准图选择视镜II Pg 1.0 Dg 150 标准图号：HG501-86-19，其结构如图2-4所示，材料如表2-3所示，选择不锈钢型，参数如表2-4所示。图 2-4件号名称数量材料件号名称数量材料1视镜玻璃1硼硅玻璃(SJ-6)1压紧环1Q235-A2衬 垫2石棉橡胶板2双头螺柱8Q235-A3接 缘11Cr18Ni9Ti3螺母16Q235-A表 2-3DN视镜玻璃dnSDD1b1b2H双头螺柱数量直径1501594.5250215403011012M16表 2-42.3 进液口、出液口、液面计的设计采用10810.8无缝钢管，接管与筒体内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL100-1.6 RF 0Cr18Ni10Ti法兰的结构如图2-5所示，参数如表2-5所示图 2-5接管名称公称直径接管外径连 接 尺 寸法兰厚度法兰内径坡口宽度 进液口、出液口、液面计100109285240228M20221106表2-52.4 容器支座的设计设计容器为卧式，选用鞍式支座。根据JB-T 4712-92 鞍式支座

6、选择DN 4000 120包角轻型带垫板鞍式支座，其结构如图2-6所示，参数如表2-6所示。图 2-6公称直径DN底板腹板筋板l1b112l3b2b3340002940380141246733542512鞍座高度h垫板螺栓连接尺寸弧长b44e间距l2螺孔d螺纹M孔长l25046406001080266028M2460表 2-6第三章 中压容器焊接生产的备料工艺3.1 钢材的预处理 钢材的预处理是对钢板、型钢、管子等材料在画线下料之前进行矫正及清理、表面防护等表面处理工作的总称。预处理的目的是为后序加工做好准备。3.1.1 钢材的矫正 矫正是使材料在加工之前保持一种力学性能良好、有利于零件加工的平直状态。钢材的矫正是钢材进行加工并保证加工质量的前提和基础。钢材的矫正方法分为手工矫正、机械矫正、火焰矫正和高频热点矫正四种。本容器结构所选用的钢材厚度是52mm，属于厚板，所以选用机械矫正的方法矫正。3.1.2 钢材的表面清理 钢材的表面清理，就是清除钢材和零件表面上的锈、油污和氧化物等的一道工序。为防止零件加工过程中再一次被污染，有些零件在表面清理后还要喷保护底漆。常用的表面清理方法有机械除锈法、化学除锈法和火焰除锈法。本容器选用机械除锈法进行清理。3.2 画线、放样与下料3.2.1 画线 画线是根据设计图纸上图形和尺寸，准确的按1:1的比例在待下料的零件表面上画出加工界限的过程。画线的作用是确定零件各加工表面的加工位置和余量，使零件加工时有明确的标志；还可以检查零件毛坯是否正确；对于有些误差不大，但仍属不合格的毛坯，可以通过借料得到挽救。画线的精度一般要求在0.250.5mm范围内。3.2.2 放样 放样又叫落样或放大样。它是根据工作图的要求，用1:1的比例，按正投影原理，把构件画在样台或平板上，画出图样。此图叫做实样图，又叫放样图。画放样图的过程叫做放样。对于不同行业，如机械、锅炉、船舶、车辆、化工、冶金、飞机制造等，其放样工艺各具特色，但就其基本程序而言，却大体相同。3.2.3 下料 下料就是用各种方法将毛坯或工件从原材料上分离下来的工序。一般把下料分为手工下料和机械下料。常用的下料方法主要有：剪切、气割、冲

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